2205双相不锈钢焊接结构疲劳裂纹扩展速率研究
2011-08-16王智祥张继祥
重庆交通大学学报(自然科学版) 2011年4期
王智祥,张 鑫,张继祥
(1.重庆交通大学船舶工程中心,重庆400074;2.重庆交通大学 机电与汽车工程学院,重庆400074)
2205双相不锈钢具有优良的综合性能,如强度高、低温韧性好、抗疲劳强度高、对应力腐蚀裂纹不敏感等,焊接成形性能优良,在国内外大量应用于船舶、锅炉、管道等领域被大量运用[1-6]。尤其在化学品船舶制造中的表现优良,如重庆川东造船厂采用国产2205双相不锈钢制造的化学品船,优异的防腐蚀能力,可以承载几百种化学品。然而,焊接接头部位是工程结构的薄弱环节,2205双相不锈钢焊接接头性能尤其是焊缝及热影响区疲劳性能及抗裂纹扩展性能对船体整体性能至关重要,因此展开双相不锈钢焊接接头性能的研究对船体安全性尤为关键[7]。申艳丽[8]采用等离子弧焊,研究了 2025 双相不锈钢的焊接性,并对焊后固溶处理与未进行固溶处理的焊件组织特征、力学性能及抗腐蚀性进行了比较,研究了不同焊接热输入和固溶处理工艺对焊接接头综合性能的影响;金晓军,等[9]对2205双相不锈钢管道接头环焊缝残余应力进行有限元数值模拟,得到了内外表面残余应力的分布规律,并研究了不同的焊接线能量、管内径与壁厚比值和多层焊对焊接残余应力的影响;王智祥,等[10-11]对2205双相不锈钢焊接结构的应力与变形进行了较为深入的研究,得到了焊接应力与变形的分布规律,并通过神经网络、SVM等仿真方法对焊接结构的应力与变形做出了预测。但是,在船舶的使用中,单独的考虑应力与应变对焊接结构的影响还是不够充分的,当船体出现疲劳裂纹后,结构的承载能力如何变化,这对结构的安全性更具有实际的意义。……
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